概述

? ? ?冰川變化對(duì)氣候變化非常敏感，因此歷來(lái)被作為氣候變化的指示器之一。最新的 IPCC 報(bào)告指出，過(guò)去幾十年的氣候變暖導(dǎo)致的全球冰川的快速消融對(duì)海平面上升有很大的貢獻(xiàn)，其中山地冰川的貢獻(xiàn)量達(dá)到了一半以上。 目前對(duì)全球冰川變化的了解大多是根據(jù)對(duì)典型地區(qū)和典型冰川的研究來(lái)獲得。 而全球尺度氣候變化對(duì)冰川的影響及其對(duì)海平面貢獻(xiàn)的研究， 需要有精確的全球冰川分布數(shù)據(jù)的支持， 而這類數(shù)據(jù)只能通過(guò)進(jìn)行冰川編目的編制來(lái)獲得。從 1978 年開始，在施雅風(fēng)院士的帶領(lǐng)下，大量的科研工作者開展了中國(guó)第一次冰川編目的編制，至 2002 年為止，完成了中國(guó)西部冰川編目的編制工作，形成了12卷21 冊(cè)冰川編目書籍。根據(jù) 2002 年完成的第一次中國(guó)冰川編目的成果，中國(guó)西部分布了總計(jì) 46377 條冰川，總面積為 59425km2，儲(chǔ)存了約 5600km3 的淡水資源。然而根據(jù)前人的研究成果，中國(guó)西部的冰川在過(guò)去幾十年間經(jīng)歷了大幅度的變化。 在這種快速變化的背景下，第一次冰川編目數(shù)據(jù)已不能滿足學(xué)科發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。對(duì)西部冰川現(xiàn)狀的全面了需要再一次全面地開展冰川編目數(shù)據(jù)的編制工作。

中國(guó)第二次冰川編目

? ? ? 在 2006 年啟動(dòng)的科技部科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)“中國(guó)西部冰川資源及其變化調(diào)查”項(xiàng)目的支持下，中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員開始利用最新的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次冰川編目的編制。 第二次中國(guó)冰川編目采用當(dāng)前國(guó)際通用的遙感和 GIS 方法，以美國(guó) Landsat TM/ETM+遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)為冰川邊界描繪主要數(shù)據(jù)源， 并以 SRTM V4 數(shù)據(jù)為冰川高程屬性提取數(shù)據(jù)源。裸冰區(qū)冰川邊界的提取方法采用國(guó)際認(rèn)可的高效波段比值閾值分割方法來(lái)進(jìn)行，并以自主研發(fā)的冰川區(qū)山脊線提取方法來(lái)提取冰川區(qū)分冰嶺，結(jié)合結(jié)果的人工修訂，進(jìn)而形成最終的冰川邊界數(shù)據(jù)。同時(shí)，基于通用的 GIS 算法， 來(lái)計(jì)算冰川的面積、周長(zhǎng)等幾何屬性及最大、最小及平均等高程屬性。 野外 GPS 測(cè)量和高分辨率遙感影像的驗(yàn)證結(jié)果顯示， 基于第二次中國(guó)編目中所用方法獲取的冰川邊界具有較高的定位精度和冰川面積精度，能夠滿足各行各業(yè)對(duì)冰川編目數(shù)據(jù)的精度要求。截止 2013 年底，基于 Landsat 影像的中國(guó)第二次冰川編目完成了西部地區(qū) 86%地區(qū)的冰川編目，共解譯出冰川 42370 條，總面積 43102.58km2。未完成部分主要位于青藏高原東南部橫斷山地區(qū)和念青唐古拉山中東段等地區(qū)。這些地區(qū)由于受印度季風(fēng)影響，具有很高降水量并且常年被積雪和云覆蓋，無(wú)云無(wú)雪的有只要敢影像很難獲取?？色@取的優(yōu)質(zhì)遙感影像大多實(shí)在 2000-2005 年間拍攝。為保證成果數(shù)據(jù)時(shí)間上的統(tǒng)一性，這些地區(qū)的冰川編目未依據(jù)這些影像進(jìn)行編制。目前這些地區(qū)的冰川編目還在基于最新的 Landsat-8/OLI 傳感器的數(shù)據(jù)處于編制過(guò)程中，并將于編制完成后向社會(huì)發(fā)布。在目前發(fā)布的第二次冰川編目數(shù)據(jù)集中，青藏高原東南部等二次編目未完成區(qū)域的數(shù)據(jù)用最新數(shù)字化和更新的第一次冰川編目數(shù)據(jù)集代替，總計(jì)使用第一次編目數(shù)據(jù)集中的冰川?6201?條，面積?8753.5km2。

冰川面積誤差評(píng)估?

? ? ? ?第二次冰川編目中的冰川面積誤差評(píng)估是基于上述冰川編目方法的精度（即裸冰區(qū)±10m 和表磧區(qū)±30m）來(lái)進(jìn)行。評(píng)估的過(guò)程采用如下的公式：

???? = ???? ? ?????? + ???? ? ?????? + ???? ? ?????? (1)

? ? ? 其中EA為冰川面積誤差， Epc和Epd分別為裸冰區(qū)和表磧區(qū)的冰川邊界誤差（分別為±10m和±30m）， Epi為分冰嶺的定位誤差， Lc、 Ld和Li分別為裸冰區(qū)和表磧區(qū)冰川邊界長(zhǎng)度以及分冰嶺的長(zhǎng)度。由于分冰嶺的誤差對(duì)所用 DEM 有嚴(yán)重的依賴性并且很難評(píng)估，因此在評(píng)估過(guò)程中使用一個(gè) DEM 像元的大小（即 30m）來(lái)代替。 基于公式 1）的冰川面積誤差評(píng)估采用如下兩個(gè)原則：

1）裸冰區(qū)和表磧區(qū)相接部分的冰川邊界長(zhǎng)度只用于評(píng)估裸冰區(qū)和表磧區(qū)各自冰川面積的精度，而在評(píng)估單條冰川以及流域和整個(gè)西部級(jí)別的冰川面積誤差中不予考慮；

2）冰川分冰嶺的長(zhǎng)度只在評(píng)估單條冰川面積誤差時(shí)使用，在評(píng)估流域級(jí)別或整個(gè)中國(guó)西部的冰川面積誤差時(shí)，由流域內(nèi)冰川間分冰嶺導(dǎo)致的誤差也不予考慮?；诠?1）評(píng)估結(jié)果顯示，整個(gè)西部冰川面積的誤差約為±3.3%（見表 3） ，與大多數(shù)冰川編目和冰川變化研究者的誤差評(píng)估結(jié)果類似。 不同流域由于冰川面積和形狀的差別，其誤差也有很大差別。冰川面積越小，誤差越大，反之亦然。 同時(shí)，由于表磧區(qū)邊界很難定位，其面積精度也相對(duì)很低，整個(gè)中國(guó)西部表磧覆蓋區(qū)的冰川面積相對(duì)誤差達(dá)到 17.3%，河西內(nèi)流盆地的表磧區(qū)誤差甚至達(dá)到約 60%。

參考文獻(xiàn)：

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1) Shiyin Liu, Wanqin GUO, Junli Xu, Donghui SHANGGUAN, Lizong Wu, Xiaojun Yao, JingdongZHAO, Qiao LIU, Zongli JIANG, Ping LI, Junfeng WEI, Weijia BAO, Pengchun YU, LiangfuDING, Gang LI, Chunmei GE, Yuan WANG. The Second Glacier Inventory Dataset of China(Version 1.0). Cold and Arid Regions Science Data Center at Lanzhou, 2014. Doi:10.3972/glacier.001.2013.db;

2) 劉時(shí)銀, 郭萬(wàn)欽, 許君利,上官冬輝, 吳立宗, 姚曉軍, 趙井東, 劉巧, 蔣宗立, 李萍, 魏俊鋒,鮑偉佳, 余蓬春, 丁良福, 李剛, 蓋春梅, 王媛. 中國(guó)第二次冰川編目數(shù)據(jù)集(版本 1.0). 寒區(qū)旱區(qū)科學(xué)數(shù)據(jù)中心, 2014. DOI: 10.3972/glacier.001.2013.db;?